基于Web的三维模型交互展示平台发展研究

喻放

摘要：随着HTML5和Webgl的推出，使得基于Web的三维模型交互展示成为可能，欧美国家的相关创业公司不断涌现，但是公司找不到可行的商业化模式，生存比较艰难，规模发展也较为缓慢。“VR元年”2016年HTC、Oculus、SONY三大消费级头显的相继发售，美国的微软、谷歌和国内的腾讯等巨头公司相继推出自己的基于Web的三维模型交互展示平台，期望作为自己虚拟现实设备的资源库，甚至整合全球规模的3D模型打造成行业的社交生态圈。资金的投入使行业迎来了第一次的高速发展时期，但平台用户仍然只是局限于专业3D设计师。2020年，Apple公司在最新的iPad Pro和iPhone 12 Pro上配备LiDAR传感器后，普通用户终于可以通过3D Scanner APP扫描实物来快速制作三维模型。平台迎来了第二次发展机遇，随着普通用户上传三维模型并分享到个人社交媒体，平台的用户和模型数量都迎来了爆发性的增长。

关键词：三维模型  交互展示  发展研究

随着HTML5在2008年正式发布以及WebGL1.0的规范问世，在Web中交互浏览三维模型成为了可能。HTML5 顺应现代网络发展可以支持同时在PC端和手机端进行Web的浏览。WebGL是HTML5中提出的一种新的3D绘图标准，可以为HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染，这样Web开发人员就可以借助系统的显卡作为支持，在浏览器里流畅地展示3D场景和模型。欧美基于Web的三维模型交互展示平台的创新创业公司其中最知名的有Sketchfab、微软公司的Remix 3D和谷歌公司的Poly。Sketchfab创办于2012年，最初公司位于法国巴黎。法国的互联网创业环境毕竟与美国还是存在着比较大的差距的，为了能够进一步融资并进行扩张，公司成立后不得不搬到美国发展。公司最初创立的时候，仅仅只是针对专业的3D内容创作者，只有支持通过例如3DS Max、SolidWorks、AutoCAD等专业软件制作的三维模型，而当时全世界从事三维建模相关的专业人士群体仅2000万左右，所以公司的发展一直比较缓慢。直到2016年，随着VR和AR硬件设备的成熟和普及，对于三维模型的商业化需求与日俱增，同年微软公司的Remix 3D和谷歌公司的Poly等三维模型交互展示平台也相继推出。Sketchfab公司规模也获得了快速的发展，因为具有先发优势，2018年11月时，平台用户总量就已经超过了200万，访问量累计超过了10亿次。经过几年的竞争，微软宣布在2020年1月关闭3D内容平台Remix3D，同样因为使用的用户人数没有达到预期，2021年6月谷歌也不得不关闭了3D内容平台Poly。而在最新的采访中，Sketchfab公司的CEO Alban Denoyel表示，Sketchfab发展情况良好，招聘的规模还在不断扩大，最重要的是2020年9月开始公司终于实现了盈利。目前，Sketchfab公司主要有3D内容分享平台和技术授权两大业务。微软和谷歌公司都转而将自己的vr设备接口与Sketchfab结合，将Sketchfab的3D内容作为虚拟现实设备的资源库。

国内的三维模型交互展示平台出现也是始于2017年。主要原因還是 “VR元年”2016年，在这一年里HTC、Oculus、SONY三大头显的相继发售，行业终于出现了大量消费级的产品。我国普通消费者终于也能用可以接受的价格享受到VR设备带来的虚拟现实体验。之后几年内，腾讯公司推出了3D模型网站——腾讯磨坊，北京欧联智科技有限公司也推出了“动动三维”等基于Web的三维模型交互展示平台。不过由于受到三维模型的制作技术门槛限制，直到2021年，腾讯磨坊还是在内测阶段，只能通过PC端进行上传和三维模型的交互浏览，没有提供手机端的App。动动三维虽然已经基本与sketchfab一样，能够让用户在PC端和手机端同时浏览，只是用户数和模型数还很少，处于发展的探索阶段。

从各个平台提供的交互功能上进行对比分析，sketchfab平台相对来说浏览时是比较稳定流畅的，但交互功能比较简单，主要是允许用户通过鼠标左键水平旋转模型进行观察，和通过鼠标中键滚动放大模型观察这两个功能，还有就是为了方便浏览用户上传的三维建筑模型的内部，可以通过按钮切换为第一人称视角进行环游的浏览观察。国内的平台则从功能上创新是比较多的，除了sketchfab平台提供的旋转和放大这些基础交互操作，还增加了许多交互功能，例如允许用户可以移动模型在视图中的位置;可以垂直旋转观察模型;可以在Web界面中的空白处添加按钮设置打开关闭背景音乐或是介绍性的语音旁白，可以隐藏或是显示模型的一部分，可以切换模型材质的颜色，可以改变模型的透明度;可以在模型上设置触发点给摄影机重新定位或是打开模型局部的动画，可以通过组合键改变模型的灯光照射角度等等。

在2020年之前，三维模型基本都是要由专业设计师制作的，国内外基于Web的交互展示平台也都是以此为3D艺术家们提供一个展示自己作品的窗口，同时由平台提供最安全可靠的版权保障让三维的游戏与影视制作使用模型素材更加轻松便捷。但普通人群确无法像拍照和视频一样自由获得事物的三维模型，所以素材资源发展一直很缓慢，普通消费者缺乏参与并分享的能力。2020年，Apple公司在最新的iPad Pro和iPhone 12 Pro上配备LiDAR传感器后，普通用户终于可以通过3D Scanner APP扫描实物来快速获取到三维模型。与之前其他专业人员使用的3D扫描方案相比，移动端LiDAR模组进行3D扫描和建模更快、门槛更低，经过多次练习之后非专业人士也可以如同拍照功能一样轻松使用，这时就会有大量用户需要使用展示三维模型的交互平台来分享自己的三维模型作品。根据Sketchfab公司的后台数据，平台的模型数量果然迎来了爆发性的增长，2020年12月一天的3D模型上传次数就约为100个，这相当于之前平台一天上传量的3倍。接下来，当市场找到3D控件的更多关键应用场景后，会吸引更多普通用户来上传分享自己创作的三维模型作品，将自己喜欢的作品嵌入到微博、论坛等页面之中，与更多朋友交流会激发形成一个良性循环。